超声波平测法检测混凝土裂缝深度

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1、第40卷第6期四川建筑科学研究2014年l2月SichuanBuildingScience9l超声波平测法检测混凝土裂缝深度郭伟玲，刘军(中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230)摘要：以简化数学模型为基础，推导了超声波平测法检测裂缝深度的计算公式。根据超声波的传播原理，研究了超声波声速、实际声程和裂缝深度值的确定方法。在实验室制作试件，预设不同深度的垂直裂缝，采用平测法测定裂缝深度值，在此基础上，探讨了超声波平测法测定混凝土裂缝深度的精度和适用范围。关键词：超声波；平测法；裂缝深度中图分类号：Tul8文献标志码：A文章编号：1008—1933(2014)06—09

2、1—03CrackdepthinspectionofconcretestructureusingultrasonicplanetestingmethodGUOWeiling，LIUJun(CCCCFourthHarborEngineeringInstituteCo．，Ltd．，Guangzhou510230，China)Abstract：Basedonthesimplifiedmodel，theformulaofcraekdepthinspectedbyultrasonictestingmethodisdeduced．Accordingtotheprincipleofult

3、rasonictransmission。thedeterminingmethodsofultrasonicspeed，realsoundpathandcrackdeptharedescribed．Theconcretesamplesaremadeinthelaboratory，andthecracksnormaltotheinspectedfacearepreinstalled．Basedonthecrackdepthinspectionofthesamples．theaccuracyandapplicabilityoftheultrasonicdiscussed．Keyw

4、ords：ultrasonicwave；planetestingmethod；crackdepth需对平测时超声波在混凝土构件的传播规律作如下O引言基本假设：在建筑工程中，混凝土结构应用极其广泛，由于1)当超声波不跨裂缝传播时，其传播路线是直抗拉强度较低，养护方法、温度应力、干燥收缩以及线；受力损伤等都会使混凝土产生裂缝，因此绝大多数2)裂缝与构件测试面垂直；混凝土构件都是带裂缝工作的。裂缝的存在既3)忽略横波和边沿波的干涉影响；影响结构的美观和耐久性，又对结构的安全性造成4)不考虑钢筋对测试的影响。一定的影响。为了解裂缝的现状，分析其对结构的根据上述假设，建立超声波平测法

5、检测裂缝深损害情况，对混凝土的裂缝深度进行检测是十分必度的数学模型，其计算简图如图1所示。要的。裂缝深度检测常采用超声波平测法进行，根据国内外的研究成果，我国规范CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》对超声波平测法作了一定的技术要求，但是由于现场测试的影响因素较多，超声波平测法检测裂缝深度技术还需进一步完善。1超声波平测法检测裂缝深度的基图1超声波检测裂缝深度数学模型本原理Fig．1Ultrasonicdetectionofcrackdepthmathematicmodel为了方便理论分析并推导裂缝深度计算公式，图中h为裂缝深度，为超声波收发换能器的中心距。

6、测量时，超声波发射换能器和接收换能器收稿日期：2014-05-29对称置于裂缝两侧，假设超声波在混凝土中的传播作者简介：郭伟玲(1963一)，女，高级工程师，主要从事土工、土工合成材料、结构等的试验研究。速度为V，跨缝测量时超声波的传播距离为，传播E—mail：~un031l@126．com时间为t，则由三角关系可得：92四川建筑科学研究第4O卷由图2可知，在完好混凝土中，超声波并非沿混=√(吾)一()()凝土表面两个换能器的连线传播，而是沿表面一定将S=vt代入式(1)，并经数学变换可得：深度以弧线形式传播，其声程既不是探头中心之间的距离，也不是探头边沿之间的距离J。因此

7、为提h=√(詈)一·(2)高裂缝深度测试的精度，应采用实际声程z代替换能器中心距进行计算。2检测方法对于现场测试法确定声速的情况，在完好混凝2．1超声波声速的确定土中，超声波的实际声程f为J：由式(2)可知，要确定混凝土裂缝深度，首先要f：Lb+}nl(5)确定超声波在混凝土中的声速。声速的确定通常有将f代替代人式(2)，可得最终裂缝深度计算两种方法，直接计算法和现场测试法。裂缝深度测试时，根据构件尺寸和超声波波长的关系，超声波可=÷㈤近似认为是在无限大固体介质中传播。由超声波纵波的传播原理可知，在无限大固体介质传